KR20120004462U - 자전거 및 오토바이 자동 상하이동식 랜딩 휠시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 오토바이 혹은 자전거에 차대에 부착하여 정차시 자동으로 지면에 내려오도록 한 양측 SIDE보조바퀴에 의해 차체가 자립할 수 있는 구조 SYSTEM으로서 전동실린더 로드 단부에 결합되는 핀구조,쇼바를 연결하는 연결 아암,전동실린더와 연결아암을 연결하는 SLIDING BAR 및 완충역할을 하는 쇼바를 이용하여 연결된 회전식 보조바퀴로 구성되어 있다.오토바이의 전원을 이용한 전기 구동 실린더의 왕복운동을 보조 LANDING WHEEL의 상하운동으로 변환시켜 주행시는 상향으로 이동하여 정지 상태로 있다가 스위치 설치 위치에 따라 정지 시 앞바퀴 브레이크 레버를 쥘 때나 FOOT브레이크를 밟았을 때 스위치가 작동하도록 하여 바퀴가 하강하여 지면에 안착토록 하여 차체를 지지하도록 하는 장치이다.구동 모터는 주행시와 정지 시 전극이 반대로 바뀌어 실린더 로드의 진행방향이 바뀌면 바퀴가 상하로 구동하도록 스위치를 고안하여, 운전시에는 상향으로 이동하고 정차시에는 하향으로 이동하여 차체를 수직으로 지지하도록 하였다.그리고 스위치 박스를 페달에 유격을 고려하여 설치토록 하고 정지 시,시동 시,출발 시,주행 시,대기 시(정차 시),주차 시까지 상황에 대비하기 위하여 스위치가 단계별로 작동하도록 고안 하였다.또한 상승 하강 여부를 알려주는 표시램프를 장착하여 안전을 고려한 것이 특징이다.치마를 입은 여성운전자의 안전과 편의를 도모하였으며 우기 시 발을 땅에 내려 딛지 않아도 되며 수십 대의 오토바이가 신호대기 정차 시 발을 땅에 딛지 않아 인접 오토바이나 차량에 발이 다치는 사고의 위험성에 대한 안전에도 효과적이며 초보운전자들에게도 정지 및 출발 시 넘어지는 사고 예방과 함께 주정차시 수직으로 정차한 상태에서 승하차 하므로 특히 짐을 싣고 내리는데 편의성,안전성 확보에 최대의 효과를 기대할 수 있다.

Description

자전거 및 오토바이 자동 상하이동식 랜딩 휠시스템 {Automatic Landing Wheel System for Bicycle and Motorcycle}

본 고안은 자전거와 오토바이의 정차 및 신호 대기시 한발로 스탠딩하는 것을 지면에 발을 내리지 않고 전기실린더의 구동에 의해 실린더로드의 운동으로 바퀴가 지면에 안착하여 스스로 설 수 있도록 하고,출발 및 주행시 스위치가 로드의 운동방향을 바꾸어 바퀴가 올라가도록 고안한 것으로서 여성오토바이 운전자,자전거를 처음 배우는 분들 및 우기에 비옷을 입고 운전하는 사람의 안전을 보장할 수 있도록 하는 자전거 및 오토바이 자동 상하이동식 랜딩 휠시스템에 관한 것이다.

종래의 자전거와 오토바이는 정차 및 신호 대기시 한발로 땅을 딛고 버티고 서 있어야하는 불편함과 이로 인한 근접 차량의 바퀴에 발이 깔리는 사고위험도 있었으며 특히 여성운전자는 치마를 입고 탈 수가 없었다.

또한 비가 올 경우 발을 밖으로 내 딛는 관계로 신발과 바지,치마가 젖는 경우가 다반사였다.이러한 불편함을 해소하고 안전성을 확보하기 위하여 고안하게 되었다.

해외에서 생활하면서 수천만대의 오토바이 운전자들을 보면서 이러한 불편사항을 해소할 수 있는 방안을 생각하고 확인 한 바로는 이러한 기능을 대체하는 3륜 자전거와 4륜 사이드카 오토바이는 생산되고 있으나 아직까지 상기 기능의 제품은 보지 못했으며 자전거나 오토바이의 대중화에 기여할 수 있다고 사료된다.

본 고안은 자전거 및 오토바이 운전 중 신호 대기나 정차 시 한발을 땅에 딛고 서 있어야 하는 불편함 해결과 이에 따른 안전사고 위험요소의 배제와 여성운전자들이 치마를 입고 운전할 경우 문제점들을 해결하고 주정차시 특히 짐을 싣고 내릴 때 안전하게 승하차 할 수 있어 안전성을 도모하는데 그 목적이 있다.

본 고안은 오토바이의 전원을 이용한 전기 구동 실린더의 왕복운동을 보조 LANDING WHEEL의 상하운동으로 변환시켜 주행시는 상향으로 이동하여 정지 상태로 있다가 정지 시 브레이크 레버를 밟을 때 스위치가 작동하도록 하여 바퀴가 하향으로 이동하여 지면에 안착하여 차체를 지지하도록 하는 장치로서 구동모터는 상시와 정지 시 전극이 반대로 바뀌어 실린더 로드의 진행방향이 바뀌면 바퀴가 상하로 구동하도록 스위치를 고안하여 운전시에는 상향으로 이동하고 정차시에는 하향으로 이동하여 차체를 수직으로 지지하도록 하였으며 주행시(상시)에는 바퀴가 상부에 위치하고 있다가 스위치가 작동되면 바퀴가 하강하고 이 상태에서 시동을 끄면 바퀴가 그 상태에서 차체하중을 지지하여 서 있게 된다. 오토바이의 전원을 사용토록 하였고 자전거의 경우는 충전지를 사용하면 사용이 가능하며 좁은 공간에서도 탈부착이 용이하도록 점유공간을 최소화 하였다. 실용화를 위하여 수작업으로 부착이 가능토록 하고 좌우 넘어지려는 모멘트 힘(횡력)을 고려하여 나사 턴버클형식을 도입하여 길이 조절이 가능하므로 바퀴간의 폭 및 지면과의 높이를 조절하여 지지되는 힘을 사용자의 용도에 맞게 조절할 수 있다.

본 고안은 치마를 입은 여성운전자의 안전과 편의를 도모하였으며 우기시 발을 땅에 내려 딛지 않아도 되며 수십대의 오토바이가 신호대기 정차시 발을 땅에 딛지 않아 인접 오토바이나 차량에 발이 다치는 사고의 위험성에 대한 안전에도 효과적이며 초보 운전자들에게도 출발시 넘어지는 사고 예방에도 효과적이라 할 수 있다.또한 주정차 및 승하차시 넘어지는 것을 인력으로 버텨야하는 불편함과 위험을 배제하고 안전하게 차체를 수직으로 유지한 체 승하차 할 수 있으며 수직상태이므로 짐을 싣는 데 안전성 확보에 최대의 효과를 기대할 수 있다.

대표도는 본 고안에 대한 정면도.
도 1는 본 고안에 대한 평면도.
도 2은 본 고안에 대한 측면도.
도 3는 본 고안에 대한 구동도 및 변환 구동도.
도 4는 본 고안에 대한 구동도 및 변환 구동도.
도 5는 본 고안에 대한 전극변환 스위치상세도.
도 6는 본 고안에 대한 스위치 단자 상세도.
**사진은 본 고안에 대한 실제 제작 샘플.

본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 고안은 오토바이 및 자전거의 정차시 스탠딩 역할을 하는 보조 LANDING SYSTEM으로 오토바이는 앞바퀴와 엔진 사이의 차체FRAME에 연결 브라켓으로 고정(14)할 수 있으며 필요시 공기쇼바(4)의 길이만 늘이면 후미의 짐을 싣는 보조 후레임에도 설치가 가능하며 자전거는 페달 위쪽 후레임 파이프에 연결 크립을 이용하여 간단히 완제품을 용이하게 부착할 수 있어 실용성이 있다 하겠다.

구성 부재는 크게 전동 실린더(1 웜기어형식 전동실린더 혹은 솔레노이드 방식 실린더),공기쇼바(4),연결 아암(6),SLIDING BAR(9),CASTER보조바퀴(5),각종 연결 크램프(7), 핀 ,전원 연결선 및 브라켓(12)등과 전원의 변환을 해주는 SWITCH BOX(15)로 구성되었으며

조립 및 설치방법은 우선 본체인 전동모터(2)가 달린 전동실린더 본체(1)에 SLIDING BAR(9)을 부착하고 실린더 로드(3) 상부에 연결구(7)을 핀으로 설치하고 여기에 핀으로 공기쇼바(4)를 연결하고 본체(1)와 쇼바(4)를 연결 아암(6)으로 핀으로 연결한다.연결아암의 길이는 바퀴 폭을 결정하는 요소이므로 사용자에 맞게 나사를 돌려 조정한다.공기 쇼바(4) 끝부분의 구멍에 CASTER바퀴(5)를 연결한다.연결 아암(6)과 본체의SLIDING BAR(9)는 연결클립(10)으로 연결하면 본체(1)의 구성은 완료되며,전동모터(2)의 전원은 오토바이 전원을 연결하여 앞바퀴 브레이크레버에 설치 한 SWITCH BOX(15)에 연결하고 이때 실린더 로드(3)의 상하운동에 따른 극성에 유의한다.SWITCH BOX(15)에 도시된 바와 같이 운행시에는 배터리의 +극(19)과 전동모터의 +극(17)이 연결되도록 하고 배터리의 -극(20)과 전동모터(2)의 -극(18)이 연결되도록 한다.정지시에는 앞바퀴 브레이크레버를 쥐면 전원SWITCH(16)가 눌려져 배터리의 +극(19)과 전동모터의 -극(18)이 연결되고 배터리의 -극(20)과 전동모터의 +극(17)이 연결되어 극성이 바뀌어 LANDING CASTER(5)가 하강하게 된다.이때 작동 여부를 알려주는 하강표시 경고등(21)을 그림과 같이 스위치가 눌렸을 때 전원이 흐르도록 연결하면 접점이 연결 되면 불이 들어와 운전자에게 알려준다.첨부 된 사진은 본 고안에 대한 실제 제작 샘플 사진으로서 조립시 및 작동시 문제점을 파악하여 개선하였다.

부위별 특징 및 구동원리를 살펴보면 다음과 같다.전동 모터(2)는 정상적인+극과 -극이 연결 되면 정상회전에 의해 워웜기어에 의해 전동실린더 로드(3)이 상향으로 진행하고 극성이 바뀌면 반대로 회전하여 로드(3)가 후진하게 된다.전원이 끊기는 순간에 로드(3)의 진행도 멈추게 된다.물론 실린더(1)가 받을 수 있는 하중을 버틴다.로드(3) 끝에 핀구조로 연결된 연결구(7)은 공기 쇼바(4)와 연결되어 쇼바의 기운 각도에 순응하여 회전하게 된다.실린더로드(3)이 상향으로 이동하게 되면 쇼바(4)도 SLIDING BAR(9)를 따라 평행이동 한다.이에 따라 CASTER바퀴(5)도 상승하게 된다.전동실린더 로드(3)의 왕복운동 거리(C)에 따라 바퀴의 상하 이동거리(D)도 결정되며 실제 노면에서 이격거리 20CM정도<제작시 실린더 로드 길이(3)의 조정>가 필요하며 왕복운동 속도도 2-3초 이내에 1행정이 되도록<실린더 내 로드의 나사산 갯수 감소> 하여 작동을 빠르게 한다.이는 실린더 로드(3)와 워엄기어의 나사산의 갯수에 의해 결정되며 실린더 제작시 조정 가능하다.또한 연결아암(6)의 길이(A)를 나사식에 의해 조절함으로써 두 바퀴 사이거리(B)를 크게 하여 횡력에 의한 전도 저항MOMENT를 크게 하여 안전하게 차체가 서 있을 수 있다.게다가 쇼바(4)의 길이를 길게 하면 설치 높이도 조절할 수 있는 장점이 있다.쇼바(4)는 지지력에 따라 CASTER바퀴(5)의 완충역할도 하며 CASTER바퀴(5)는 자체 회전이 가능하게 하였으며 연결브라켓(12)의 길이 방향을 전후면으로 꺽이도록 하여 주행방향으로 자동 회전하여 직진 방향성을 갖도록 하였다.또한 변형 구동도에서와 같이 로드의 길이만 조절하면 본체의 설치 각과 바퀴의 높이 저절도 가능하므로 차체에 설치가 용이한 것이 특징이다.그리고 스위치 박스를 페달에 유격을 고려하여 설치토록하고 정지 시,시동 시,출발 시,주행 시,대기 시(정차시),주차 시까지 각 상황에 대비하기 위하여 스위치가 단계별로 작동하도록 고안 하였다.시동을 걸 때 상승작동이 되지 않고 또한 주차 후에도 바퀴가 작동되지 않게(주차 후 전원이 꺼지면 하강상태 유지) 키박스의 전원을 넣은 후에도 전원이 공급되지 않게 하였으며, 브레이크페달의 유격을 고려하여 설치하고 페달유격의 최 상단부에서는 전원이 차단되어 상승한 상태를 유지하고 중간 단계에서는 상승운동,2/3이상부터 하강작동이 시작된다.시동을 걸 때 브레이크를 전혀 밟지 않거나 완전히 밟은 상태에서 시동을 걸고 출발하면 바퀴가 지면에 접한 상태로 스타트하게 되고 서서히 브레이크를 원위치 시키면 바퀴가 상승하게 된다.주정차 시 브레이크를 완전히 밟으면 보조바퀴가 지면에 접하고 때면 상승하며 이 과정이 반복되며,완전 주차 시에는 몇 초 전부터 페달을 완전히 밟아 바퀴가 지면에 안착된 상태에서 적색등이 켜지면 시동을 끄고 하차한다.이처럼 상승 하강여부를 알려주는 표시램프를 장착하여 안전을 고려한 것이 특징이다.

상기와 같이 전동실린더를 이용한 구조에 쇼바로 연결된 LANDING CASTER(5)를 오토바이나 자전거의 차체에 부착하여 주정차 및 신호 대기시 발로 버티는 방식이 아닌 자동 STANDING이 가능토록 하여 운전자의 편의성과 안전성을 도모토록 하였다.

아래 사진과 같이 실제 모형을 제작하여 작동원리를 파악하고 제작과정,조립과정을 거쳐 실제 상황별로 갖가지 경우에 대비하여 스위치를 고안하여 가상 실험을 한 바,상기 설명에서와 같이 실용성 산업상 이용성이 아주 높다 하겠다.

1.전동실린더:전동모터(2)와 기어로 연결되어 실린더로드(3)의 직선운동 가이드
2.전동 모터:실린더 로드(3)를 직선운동으로 변환하는 구동 모터
3.전동실린더 로드:실린더 내(1)의 직선운동 BAR
4.공기쇼바:쇼바로드 끝단에 연결되어 아암(6)으로 지지되며 하단부에 바퀴(5)부착
(바퀴의 완충역할)
5.CASTER바퀴:직진성을 갖도록 회전이 되는 구조의 보조바퀴
6.연결 아암:쇼바(4)와 실린더(1)를 연결하여 흔들림을 방지하고 길이 조절에
의해 바퀴의 높낮이 조정 가능
7.연결구:핀구조로 실린더 로드(3)의 방향에 따라 자유 회전이 가능
8.CAP PLATE:2개의 연결구(7)를 일체로하여 하중을 균등히 함
9.SLIDING BAR:연결크립(10)의 직선운동 유도
10.연결 크립:SLIDING BAR(9)와 연결아암(6)의 연결
11.연결 브라켓:연결아암(6)과 공기쇼바(4)를 연결하여 좌우 흔들림 고정
12.브라켓:바퀴와(5)연결하며 각이 있어 직진 방향성을 줌
13.바퀴고정 축:베어링에 의해 회전이 가능한 구조
14.차체 연결 브라켓:U형 크립에 의해 차체에 부착 용이
15.SWITCH BOX:전동 모터의 극성을 바꿔주는 역할
16.전원 SWITCH:눌리면 바퀴가 하강하며 원 위치시 바퀴가 상승 함
17.실린더 전원 +극:
18.실린더 전원 -극:
19.차체 배터리 전원 +극:
20.차체 배터리 전원 -극:
21.전원 SWITH 및 상하작동 경고 램프:상승,하강 작동여부 표시
22.오토바이 전원
23.핸들고정 밴드:앞바퀴 브레이크 레버에 SWITCH BOX(15)를 고정

Claims (3)

1. 오토바이 혹은 자전거에 차대에 부착하여 정차시 자동으로 지면에 내려 오
   도록 PIN,HINGE,SLIDING구조에 의한 평행,회전 이동식 양측
   SIDE보조바퀴에 의해 차체가 자립할 수 있는 설치각도 조절 구조SYSTEM.
   전동실린더 로드 단부에 결합되는 핀 구조 및 쇼바를 연결하는 길이조절이 가능한
   턴버클나사식 연결 아암.
   전동실린더와 쇼바를 연결하는 길이조절 연결아암 및 SLIDING BAR.
   완충역할을 하는 쇼바를 이용하여 연결된 스토퍼 부착식 1방향성 회전식 보조바퀴.
   차체와 실린더 연결 크립.
2. 제1항에 있어서,
   브레이크 레버에 장착되는 전극변환 스위치 및 그 조합.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 전극변환 스위치의 상승 하강 작동표시 램프등.
   

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